Mobile menu
Home
Filter
Clear
Tags by Type
Software
1:39 Videos CN - Modern Interface Experience - Features:ADSCvid
リソグラフィの問題がPCB製造の妨げになることを防止する方法 Thought Leadership リソグラフィの問題がPCB製造の妨げになることを防止する方法 プロジェクターという技術には、本当にイライラさせられることがあります。たとえば、「昔ながらのプロジェクターを使って映画鑑賞会を開こうとバターたっぷりの美味しいポップコーンまで用意したのに、いざ投写してみると映像が歪んでいない個所が1つもない」、「同僚や上司に対して影響力のあるプレゼンテーションをしようとしたところ、映し出された画面では画像とグラフがすべて押し潰されていた」、「授業をしようとしたら、白黒の画像しか投写されなかった」といった具合です。投写された画像が話にならないものならば、すべてをスライドに収まるように何時間もかけたのは無駄だとしか思えません。プロジェクターとディスプレイの位置合わせがうまくできれば、こうした大きなストレスを伴う問題の多くが解消されるでしょう。 PCBの製造でも、プロジェクターと同じような光学的位置合わせが行われます。これはリソグラフィの一部であり、PCBの製造が進む中でパターン層が規定されます。プレゼンテーションのスライドが歪んでしまう事態は避けなければなりません。同様に、PCBの設計ではコンポーネントの配置のずれを阻止しなければなりません。リソグラフィに関して適切に計画を立て、影響を及ぼしたり、問題を引き起こしたりする可能性のある要因について把握する方法を見ていきましょう。 リソグラフィはPCBの製造にどう影響を及ぼすのか PCBの製造で使用されるエッチングや電気めっきのプロセスには、それほど種類がありません。基板が保護用のパターン層でコーティングされていないと、全体が区別なしにエッチング、めっき、またはコーティングされてしまいます。保護用のパターン層に使用されるのは、多くの場合に金属の ステンシル、ポリアミドのシート、またはレジストですが、最も適切な素材が製造プロセスで決定されます。たとえば、金属のステンシルは数枚の基板を製造しただけで損傷して使用できなくなるため、エッチングでは使用しないほうがよいでしょう。 レジストは特定の光（通常は紫外線）の波長に反応します（業界では「感光性」と呼ばれます）。 フォトリソグラフィでは特定の領域が感光され、そこで使用しているレジストが硬化します。処理の次の段階に備え、残りの部分は不純物を除外するために洗い流されます。プロジェクターの画面のように困った影響が出ないよう、どの領域がパターン化されるかを制御するためのマスク（光用のステンシルなど）は光源やPCBと位置合わせをする必要があります。これを怠ると、リソグラフィの問題が現れることになります。 角周辺の弱い光源は製造中に問題を引き起こす リソグラフィにまつわる問題の原因 プロジェクターでは正しく位置合わせできないことがありますが、それは制御できないことが存在するからです。リソグラフィにまつわる問題の潜在的な原因を把握すれば、それをもとに計画を立てることができます。ここでは、下記を念頭に置いてください。 影: 製造業者が清潔な環境を維持していれば、この問題が発生することはないでしょう。ただし、プロジェクターの前に置かれた椅子が邪魔をして画像の一部が投写されなくなるように、マスクに付着した粒子によって影が作られると、その部分のレジストが光によって硬化されません。想定どおりに硬化しなかった箇所は、次の処理段階でエッチングされることになります。 光量と感光: レジストが感光される光の量は、積分のように計算されます。これは、総感光時間に対する光の輝度ですが、タイミングがずれたり、光が弱すぎたりすると、レジストが完全に硬化できるだけの十分な光の量が得られなくなります。また、光源が均一でないこともあります。この場合はレジスト全体で硬化が一様でなくなり、結果にばらつきが出てしまいます。エッチングやめっきの工程が迅速に行われ、製造業者が硬いレジストを確保していれば問題はないかもしれませんが、そうでない場合は次の段階でレジストがはがれ落ち、基板の状態が完全ではなくなってしまう恐れがあります。 アスペクト比: 一般的な問題は、光、マスク、またはPCBのわずかな角変形です。これはプロジェクターが不適切な角度で置かれているために、スライドの上部と下部の幅が異なってしまうのに似ています。PCBでは、レジストのマスクに正しくないアスペクト比（開口部の幅に対するステンシルの厚さ）が適用されたためにこの問題が発生します。基板でこれが起きると、完成した基板の半田接合の品質が低下する可能性が高くなり、これが多くの場合に開回路となります。基板が適切に硬化しないと、内層と外層で 収縮、膨張、反りが異なる割合で発生する場合もあり、アスペクト比の問題を引き起こします。これはフォトリソグラフィにのみあてはまるものではなく、後で基板に反りが発生することもあります。多くの場合、こうした収縮や膨張はPCBの全体的なサイズに影響を受けたCTEの不一致が原因ですが、基板が大きいと問題が発生する傾向が高くなります。 整列: 整列ミス（位置合わせミス）は、パターンが本来の場所からミリメーター単位、またはそれ未満でずれた場合に横方向または縦方向で発生します。要素のサイズが縮小すると、半田パッドやビアがずれてしまいやすくなるため、整列ミスのわずかなずれが大きな影響を及ぼします。許容差が小さい場合は、製造業者が基板の仕様に一致するだけの微細加工能力があるのか、位置合わせを行えるのかを確認するようにしてください。 許容差
1:14:40 Videos Asfalg Doyon: Conquering Multiboard Design Challenges - Events:ADSCvid
1:25:03 Videos Jennings Ooi: Introduction to PCB Design With AD18 - Events:ADSCvid
1:25:29 Videos Haas Magyar: Adopting Early Analysis of PDN - Events:ADSCvid
優れた回路図ソフトウェアを使って、回路図とPCBを簡単に同期する Thought Leadership 優れた回路図ソフトウェアを使って、回路図とPCBを簡単に同期する 「先人の知恵に勝る学校はない」そんな言葉を耳にされたことがあるかもしれませんが、実際のところはどうなのでしょうか? 私が子供の頃の「先人の知恵」は、ワープロではなくタイプライターに文字を打ち込むことを教えてくれましたが、今もタイプライターを使っていたら、この記事を書くのに相当な時間がかかるでしょう。それに、スペルチェックなどの使い慣れた便利な機能も利用できなければ、バックスペースキーを押して文章を書き直すこともできません。使う紙は1週間もあれば山積みになってしまうでしょう。先人の知恵が金塊よりも貴重なのは確かですが、先人が使っていた技術が必ずしも便利であるとは限りません。 たとえば、PCBの設計アプリケーションで使用する同期データについて考えてみましょう。回路設計ツールには設計のすべてのネットが含まれ、レイアウトツールでそのデータを使用して基板が設計されます。ここで重要なのは、回路図のネットデータをレイアウトツールに渡してから回路図に戻すことです。実感していただけないかもしれませんが、古い手法では1つのツールから別のツールへこのデータを転送するのが非常に厄介でした。現在でも、一部の設計ツールではこれが難しい作業になることがあります。 昔話をするのは楽しいものですが、現在の状態にたどり着くまでにどれだけ大変だったのかがわかれば、話はもっと面白くなるでしょう。優れた最新のソフトウェアでは回路図と基板の同期が自動的に能率的に実行されますが、昔はそうではありませんでした。古い技術では手間がかかったものの、今はこうした同期を行える最新アプローチの利点を活かして、作業を効率的に進められるのです。 ネットリストの抽出 昔はさまざまな回路設計アプリケーションやレイアウトツールが使用されていました。こうしたツールの中にはパッケージ化されているものもありましたが、異なるベンダーが提供するツールを組み合わせて使うほうがはるかに一般的でした。つまり、異なるシステムのレイアウトツールに同期データを渡すためには、回路アプリケーションからネットリストを抽出する必要があったのです。 当時、サービス機関でPCB設計者として働いていた私は、顧客が使用するいろいろな種類の回路図ソースのネットリストデータを使用しなければなりませんでした。ネットリストが自分が使用しているレイアウトソフトウェアでそのまま使用できる場合もありましたが、大半はなんらかの修正を加えないと機能しません。こうした修正では、ネットリストにコンポーネント情報を追加したり、正しいデジグネータを割り当てたりします。お察しのとおり、ネットリストを手動で編集して使用可能な形式に変更すると、データの入力エラーが発生しやすくなります。一度、同僚が10個ではなく100個の部品を注文してしまい、会社を破産させそうになったことがあります。 レイアウトが完成すると、レイアウトツールからネットリストを抽出して顧客に戻します。レイアウト中にピンやゲートがスワップされるため、ネットリストは開始した時点のものとは違います。顧客にはすべてのスワップの現在と過去のリストも提供する必要がありました。そのため、私たちの側ではさらに手動での編集が必要になり、顧客側でも手動で変更を行う必要がありました。すべてを正しく完了できていたことが不思議になるほどです。 PCBのレイアウトに送信するネットリストデータが保存されたフロッピーディスク 2つの異なるツールをつなぐインターフェース 幸いにも、現在の大半のCADシステムでは、回路図とレイアウトの同期がはるかに容易になっています。とはいえ、回路図ツールとレイアウトツールでシステムの設定が異なるケースは、今もたくさんあります。これらのツールをやり取りさせるために、こうしたシステムの同期プロセスでは多くの場合にインターフェースが使われています。 このインターフェースには、2つのツールが一緒に機能する1つの統合ツールとして表示されます。ただし、いずれかのツールに加えられた変更が原因でインターフェースが中断すると、問題が発生することになります。インターフェースの一部が中断したためにいくつかの機能が使用できなくなることもあれば、インターフェースが完全に機能しなくなってユーザーが足留めを食らってしまうこともあります。また、他のツールからアクセスできなくするために、ソフトウェアのベンダーがインターフェースの機能を廃止することも考えられます。この場合、顧客は立ち往生することになり、通常の設計作業を継続できなくなります。 優れた回路図ソフトウェアによる同期 回路設計ツールとレイアウトツールが1つのソフトウェア会社によって構築されると、その統合設計環境では同期プロセスの信頼性が向上するほか、設計で最良の結果を出すことができるようになります。ツールが同期されるうえ、多くの場合に選択肢と機能が充実し、インターフェースも提供されます。また、それぞれのツールが更新、改善される中で、設計の一部として回路図とレイアウトの同期プロセスも改善されるため、正確性と効率性が高まることになります。 同期データの転送にインターフェースや手動で編集したネットリストを使用している場合は、こうした作業を統合設計環境で自動的に処理してくれる PCB設計ツールの検討をおすすめします。手動の編集には人的エラーが潜在し、インターフェースでは役立つ機能の一部を利用できない可能性があります。一方、回路設計ツールと基板のレイアウトツールが連携するように設計されている PCB設計システムを活用すれば、最良の結果を挙げることができるでしょう。 優れたソフトウェアによる回路図の同期は、両方のツールが連携する1つの統合設計環境で実行される 私はタイプライターを使ってこの原稿を書きたくはありません。味わいがあるのは確かですが、皆さんもPCB設計を手作業で進めたり、データを郵便で送ったりしたくはないでしょう。私がお伝えしたい先人の知恵とは、「最新のPCB設計ソフトウェアを活用すれば作業が簡単になる」ということです。 1つの統合された設計環境で回路設計ツールと基板のレイアウトツールの両方をお使いになりたい場合は、